KR20190020418A - Virtual Reality Monitoring System Using Virtual Reality and Psychotherapy Using the Same - Google Patents

Virtual Reality Monitoring System Using Virtual Reality and Psychotherapy Using the Same Download PDF

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KR20190020418A
KR20190020418A KR1020170105353A KR20170105353A KR20190020418A KR 20190020418 A KR20190020418 A KR 20190020418A KR 1020170105353 A KR1020170105353 A KR 1020170105353A KR 20170105353 A KR20170105353 A KR 20170105353A KR 20190020418 A KR20190020418 A KR 20190020418A
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virtual reality
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signal
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psychological
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최정민
윤영욱
이인영
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주식회사 엠투에스
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Abstract

The present invention provides a psychology monitoring system using virtual reality and a psychotherapy system using the same. The psychology monitoring system using virtual reality comprises: a vital sign measurement unit (100) measuring a vital sign of a user watching a virtual reality environment; a transmission unit (200) transmitting the vital sign measured by the vital sign measurement unit; a reception unit (300) receiving the transmitted vital sign through the transmission unit; a psychology state determination unit (400) determining a psychology state of the user in accordance with the vital sign received by the reception unit; and a first display control unit (500) firstly changing the vital reality environment in accordance with the psychology state determined by the psychology state determination unit (400).

Description

가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템 및 이를 이용한 심리치료 시스템{Virtual Reality Monitoring System Using Virtual Reality and Psychotherapy Using the Same}Technical Field [0001] The present invention relates to a psychological monitoring system using virtual reality,

본 발명은 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템 및 이를 이용한 심리치료 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 상황에서의 다양한 환경에서의 대인공포와 불안감 정도를 실시간으로 모니터링하여 사용자에게 시각적으로 전달할 수 있으며, 더 나아가 특정 환경을 모사하여 사용자의 심리적 불안감을 효과적으로 극복할 수 있게 하는 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템 및 이를 이용한 심리치료 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a psychological monitoring system using virtual reality and a psychotherapy system using the virtual reality. More particularly, the present invention relates to a psychological monitoring system using virtual reality, The present invention relates to a psychological monitoring system using virtual reality and a psychotherapy system using the same, which enables a user to overcome psychological anxiety effectively by simulating a specific environment.

개인의 차이가 있을 수 있겠지만 우리는 누구나 조금씩은 대인공포증(불안장애)을 가지고 있다. 건강보험심사평가원 통계자료에 따르면 이런 불안장애로 진료를 받는 인원은 53만명(2014)에 달하며 계속해서 증가추세에 있다.There may be individual differences, but we all have a little phobia (anxiety disorder). According to statistics from the National Health Insurance Review and Assessment Service, the number of people receiving such anxiety disorder is 530,000 (2014), and the number continues to increase.

예를 들어 많은 대중 앞에 설 경우 심장이 두근거리고, 얼굴은 붉어지며, 팔다리가 떨리는 등 긴장감에 사로잡히며, 특정 신입사원 면접이나 중대한 발표가 있을 때 이런 공포감은 극대화된다.For example, if you stand in front of a large crowd, your heart will be pounding, your face will be reddened, your arms and legs will tremble, and this fear will be maximized when you interview a particular new employee or make a serious announcement.

이러한 사람의 감정이나 심리를 캐릭터로 구현하는 기술은 대한민국 공개특허 10-2014-0015679호 등에 개시되어 있다. 하지만, 이러한 종래 인용기술은 사람의 생체 신호들에 따라 감정을 3차원 아바타 등에 표현하는 것일 뿐 감정이나 심리를 실시간으로 표현하기는 어려울 뿐만 아니라 특정 환경을 모사하여 이를 극복하게 하는 치료목적으로 사용하기에는 다소 어렵다는 문제가 있다.Techniques for embodying the emotions and feelings of such persons with characters are disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2014-0015679. However, such a conventional citation technology is not only expressing emotions in a three-dimensional avatar according to human bio-signals, but it is difficult to express emotions or psychological expressions in real time. In addition, There is a problem that it is somewhat difficult.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 생체정보를 통한 감정 또는 심리 상태를 즉각적으로 반영하여 피험자 또는 의료진에게 피드백하며, 이에 따른 심리 상태의 변화 또는 치료 효과 등을 가상현실의 오브젝트나 디스플레이 환경의 변화를 통하여 파악하고 치료할 수 있는, 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템 및 이를 이용한 심리치료 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is to immediately reflect the emotional state or psychological state through the biometric information and to feed back to the subject or the medical staff, to change the psychological state or the therapeutic effect, A psychological monitoring system using virtual reality, and a psychotherapy system using the same.

본 발명에 따른 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템은 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템으로, 가상현실 환경을 보는 사용자의 생체신호를 측정하는 생체신호측정부; 생체신호 측정부에 의해 측정된 생체신호를 전송하는 전송부; 전송부를 통해 전송된 생체신호를 수신하는 수신부; 수신부에 의하여 수신된 생체신호에 따라 사용자의 심리상태를 결정하는 심리상태결정부; 및 심리상태결정부가 결정한 심리상태에 따라 가상현실 환경을 제 1 가변시키는 제 1 디스플레이제어부;를 포함한다. A psychological monitoring system using a virtual reality according to the present invention is a psychological monitoring system using a virtual reality, comprising: a bio-signal measuring unit for measuring a bio-signal of a user viewing a virtual reality environment; A transmitter for transmitting the bio-signal measured by the bio-signal measuring unit; A receiving unit for receiving a bio-signal transmitted through a transmitting unit; A psychological state determining unit for determining a psychological state of the user according to the bio-signal received by the receiving unit; And a first display controller for changing a virtual reality environment first according to a psychological state determined by the psychological state determination unit.

가상현실 환경은 사용자가 착용하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display)에서 구현되며, 제 1 디스플레이제어부는 가상현실에서의 사용자가 보는 오브젝트의 모양 및 색상 중 어느 하나를 제 1 가변시키는 것을 특징으로 한다.The virtual reality environment is implemented in a head mounted display worn by a user, and the first display control unit changes a shape or color of an object viewed by a user in a virtual reality first.

여기서, 오브젝트는 사람의 얼굴이며, 제 1 디스플레이제어부(500)는 결정된 심리상태에 따라 사람의 얼굴 모양, 색상 및 수 중 어느 하나 이상을 제 1 가변시키는 것을 특징으로 한다.Here, the object is a face of a person, and the first display control unit 500 may change at least one of face shape, color and number of a person according to a determined psychological state.

생체신호측정부가 측정하는 생체신호는 심박수, 심박수 변동, 뇌파, 땀, 체온, 음성속도, 호흡수, 피부컨덕턴스, 음성주파수, 눈동자 움직임 및 시선방향으로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상일 수 있다. The bio-signal measured by the bio-signal measuring unit may be at least one of the group consisting of heart rate, heart rate fluctuation, brain wave, sweat, body temperature, voice rate, respiratory rate, skin conductance, voice frequency, eye movements and eye direction.

여기서, 상술한 바와 같이 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템을 위한 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display)가 더 구비될 수 있다. Here, as described above, a head mounted display for a psychological monitoring system using virtual reality may further be provided.

헤드 마운트 디스플레이는, 헤드 마운트 디스플레이를 착용한 사용자의 생체신호를 수신받는 수신부, 사용자의 생체신호를 측정하기 위한 생체신호측정부를 구비할 수 있다. The head mount display may include a receiving unit that receives a user's biometric signal wearing the head mount display, and a biometric signal measuring unit that measures a user's biometric signal.

여기서, 생체신호는 심박수, 심박수 변동, 뇌파, 땀, 체온, 음성속도, 호흡수, 피부컨덕턴스, 음성주파수, 눈동자 움직임 및 시선방향으로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상일 수 있다.Here, the biological signal may be at least one of the group consisting of heart rate, heart rate fluctuation, brain waves, sweat, body temperature, voice rate, respiratory rate, skin conductance, voice frequency, eye movements and eye direction.

센서부는 헤드 마운트 디스플레이로부터 탈부착될 수 있다. The sensor unit can be detached from the head mount display.

본 발명에 따른 가상현실을 이용한 심리치료 시스템은, 상술한 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템; 및 제 1 디스플레이제어부가 변화시킨 가상현실 환경을 제 2 가변시키는 제 2 디스플레이제어부를 포함한다. The psychotherapy system using the virtual reality according to the present invention includes: a psychological monitoring system using the virtual reality; And a second display control unit for changing a virtual reality environment changed by the first display control unit to a second display control unit.

여기서, 가상현실을 이용한 심리치료 시스템은, 제 2 디스플레이제어부에 의하여 제 2 가변되는 가상현실 환경에서, 생체신호측정부는 사용자의 생체신호를 재측정하는 것을 특징으로 한다. Here, the psychotherapy system using the virtual reality is characterized in that, in a virtual reality environment that is changed by the second display control unit, the bio-signal measurement unit re-measures the user's bio-signal.

제 2 디스플레이제어부는 생체신호측정부에 의하여 재측정된 생체신호에 따라 가상현실 환경을 제 3 가변시키는 것을 특징으로 한다. And the second display control unit changes the virtual reality environment according to the bio-signal remeasured by the bio-signal measurement unit.

본 발명에 따르면, HMD(Head Mounted Device)에서 구현되는 가상현실 환경에서 생체정보에 따라 가변되는 오브젝트를 통하여 감정 또는 심리 상태를 즉각적으로 반영하여 피험자 또는 의료진에게 피드백할 수 있다. 더 나아가, 주변의 환경을 피험자 또는 사용자가 변화시킴으로써 피험자가 느끼는 불안 요소를 명확하게 파악할 수 있으며, 더 나아가 오브젝트의 수, 표정 변화 등을 통하여 심리치료를 극대화시키는 조건을 파악할 수 있다. According to the present invention, an emotion or a psychological state can be immediately reflected through an object that varies according to biometric information in a virtual reality environment implemented in an HMD (Head Mounted Device), and feedback can be provided to a subject or a medical staff. Furthermore, by changing the environment of the surrounding environment by the subject or the user, it is possible to clearly grasp the anxiety factor experienced by the subject, and furthermore, the condition for maximizing the psychotherapy can be grasped by changing the number of objects and the expression of the face.

도 1은 상술한 심리상태 모니터링을 구현하기 위한 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심리상태 모니터링 방법을 설명하는 도면이고, 도 3은 생체신호(심박수, HR)에 따라 결정된 심리상태와, 이에 따른 가상현실 환경의 제 1 가변(사람 얼굴의 표정 변화)에 대한 예시도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 면접 등과 같은 환경에서 발생하는 불안 상태를 캐릭터 표정을 통하여 나타내는 도면이다.
도 5는 발표 환경에 따른 불안 상태를 모니터링하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실을 이용한 심리치료 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a system for implementing the psychological state monitoring described above.
FIG. 2 illustrates a psychological state monitoring method according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 illustrates a psychological state determined according to a bio signal (heart rate, HR) and a first variable In FIG.
FIG. 4 is a diagram showing an anxiety state occurring in an environment such as an interview or the like through a character expression according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a method for monitoring an anxiety state according to an announcement environment.
6 is a block diagram of a psychotherapy system using a virtual reality according to an embodiment of the present invention.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 통상의 기술자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following merely illustrates the principles of the invention. A person skilled in the art will be able to implement various principles of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. Furthermore, all of the conditional terms and embodiments listed herein are, in principle, only intended for the purpose of enabling understanding of the concepts of the present invention, and are not to be construed as limited to such specifically recited embodiments and conditions do.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is also to be understood that the detailed description, as well as the principles, aspects and embodiments of the invention, as well as specific embodiments thereof, are intended to cover structural and functional equivalents thereof. It is also to be understood that such equivalents include all elements contemplated to perform the same function irrespective of the currently known equivalents as well as the equivalents to be developed in the future, i.e., the structure.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, it should be understood that the block diagrams herein represent conceptual views of exemplary circuits embodying the principles of the invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudo code, and the like are representative of various processes that may be substantially represented on a computer-readable medium and executed by a computer or processor, whether or not the computer or processor is explicitly shown .

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.The functions of the various elements shown in the figures, including the functional blocks depicted in the processor or similar concept, may be provided by use of dedicated hardware as well as hardware capable of executing software in connection with appropriate software. When provided by a processor, the functions may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of individual processors, some of which may be shared.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 따른 하드웨어도 포함될 수 있다.Also, the explicit use of terms such as processor, control, or similar concepts should not be interpreted exclusively as hardware capable of running software, and may be used without limitation as a digital signal processor (DSP) (ROM), random access memory (RAM), and non-volatile memory. Hardware that is well known may also be included.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.In the claims hereof, the elements represented as means for performing the functions described in the detailed description include all types of software including, for example, a combination of circuit elements performing the function or firmware / microcode etc. , And is coupled with appropriate circuitry to execute the software to perform the function. It is to be understood that the invention defined by the appended claims is not to be construed as encompassing any means capable of providing such functionality, as the functions provided by the various listed means are combined and combined with the manner in which the claims require .

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: There will be. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 디스플레이, 바람직하게는 사람이 착용하는 헤드 마운트 디스플레이(HMD)에서 구현되는 가상현실과, 가상현실을 보는 사용자(피험자)의 생체신호에 따라 결정되는 심리상태 모니터링 시스템을 제공한다. 특히 본 발명은 생체신호에 따라 결정되는 심리상태에 따라 가상현실 환경의 오브젝트(예를 들어 사람 얼굴의 형태, 색상, 수)를 가변(제 1 가변)시켜 사용자 또는 의료진으로 하여금 즉각적인 감정 상태의 인지를 가능하게 한다. 본 명세서에서 “오브젝트의 가변” 또는 “가상현실 환경의 가변”은 디스플레이에 나타나는 특정 오브젝트 자체의 변경(수나 형상 변경)뿐만 아니라 디스플레이 환경(예를 들어 배경색이나 명암)의 변경을 모두 포함하며, 적어도 심리상태의 변화에 따라 가변될 수 있는 가상현실 환경의 모든 변경을 모두 지칭한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a virtual reality realized by a display, preferably a head mounted display (HMD) worn by a person, and a psychological state monitoring System. In particular, the present invention relates to a method and apparatus for changing (first variable) an object (e.g., a shape, color, and number of a human face) of a virtual reality environment according to a psychological state determined according to a bio- . As used herein, the term " variable of an object " or " variable of a virtual reality environment " includes both a change of the display environment (e.g., background color or brightness) Refers to all of the changes in the virtual reality environment that can be varied according to changes in the psychological state.

본 발명은 더 나아가, 상술한 방법으로 모니터링된 특정한 심리상태(예를 들어 긴장, 흥분)를 변화시키기 위하여 가상현실의 환경을 다시 가변(제 2 가변)하여 사용자의 심리상태를 생체신호로 모니터링하고, 그 심리상태의 변화 여부를 가상현실 환경을 가변(제 3 가변)하여 보여준다. Further, the present invention further monitors the psychological state of the user as a biological signal by changing the environment of the virtual reality again (second variable) in order to change a specific psychological state (for example, tension, excitement) , And shows whether the psychological state changes or not by varying the virtual reality environment (the third variable).

즉, 본 발명에서는 환자의 최초 생체신호에 따른 심리상태에 기반한 가상현실 환경의 가변(제 1 가변)과, 심리상태의 변화를 유도하기 위한 가상현실 환경의 가변(제 2 가변), 그리고 심리상태의 변화 효과를 인지시키는 가상현실 환경의 가변(제 3 가변)으로 오브젝트를 가변시킨다. That is, in the present invention, the variable (first variable) of the virtual reality environment based on the psychological state according to the first bio-signal of the patient, the variable (second variable) of the virtual reality environment to induce the change of the psychological state, (Third variable) of the virtual reality environment that recognizes the change effect of the virtual reality environment.

도 1은 상술한 심리상태 모니터링을 구현하기 위한 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a system for implementing the psychological state monitoring described above.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템은, 가상현실 환경을 보는 사용자의 생체신호를 측정하는 생체신호측정부(100); 상기 생체신호 측정부에 의해 측정된 생체신호를 전송하는 전송부(200); 상기 전송부를 통해 전송된 생체신호를 수신하는 수신부(300); 상기 수신부에 의하여 수신된 생체신호에 따라 사용자의 심리상태를 결정하는 심리상태결정부(400); 상기 심리상태결정부(400)가 결정된 심리상태에 따라 상기 가상현실의 오브젝트를 제 1 가변시키는 제 1 디스플레이제어부(500)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a psychological monitoring system using a virtual reality according to an embodiment of the present invention includes a bio-signal measuring unit 100 for measuring a bio-signal of a user viewing a virtual reality environment; A transmitter (200) for transmitting the bio-signal measured by the bio-signal measuring unit; A receiving unit 300 for receiving a bio-signal transmitted through the transmitting unit; A psychological state determination unit 400 for determining a psychological state of the user according to the bio-signal received by the receiving unit; The psychological state determiner 400 includes a first display controller 500 that first varies an object of the virtual reality according to a determined psychological state.

본 발명의 일 실시예에서 상기 가상현실 환경은 다양한 디스플레이 장치에서 구현될 수 있으나, 바람직하게는 헤드 마운트 디스플레이를 통하여 구현되나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다.In an embodiment of the present invention, the virtual reality environment may be implemented in various display devices, but is preferably implemented through a head mount display, but the scope of the present invention is not limited thereto.

본 명세서에서 심리상태는 의학적으로 분류되는 인감의 감정상태로서, 생체신호를 통하여 분류될 수 있는 인간의 감정상태를 나타낸다. 감정반응은 자극에 대한 변연계의 해석으로 나타나는데, 과거 경험과 연관되어 표현되고, 일정한 자율신경계 반응(예 : 심계항진, 혈압상승, 호흡상승, 근긴장도 상승, 스트레스호르몬 분비 등)으로 나타난다. 본 발명은 가상현실에서 구현되는 외부환경에 대한 감정반응을 생체신호로 센싱하는 방법을 통하여, 심리상태의 모니터링 및 심리상태 변화에 대한 외부 환경 요인을 명확하게 분석할 수 있는 방법을 제공한다. 특히 본 발명은 특정 감정 상태에서 나타나는 자율신경계의 반응을, 평균적인 생체신호로부터 변화되는 생체신호를 통하여 모니터링하는 방식을 제공한다. 예를 들어 불안의 경우 교감신경의 활성화와 미주신경의 비활성화로 인한 반응을 보이는데, 심박수의 증가, 심박수변동의 감소, 호흡수 증가, 혈압증가, 피부컨덕턴스의 증가 등의 생체신호변화의 특징을 보인다. In this specification, a psychological state is an emotional state of a medical seal classified as a human, and represents a human emotional state that can be classified through a biological signal. The emotional response appears as an interpretation of the limbic system of stimuli, which is expressed in relation to past experience and manifests itself as a constant autonomic nervous system response (eg, palpitations, elevated blood pressure, increased respiration, elevated muscle tone, and stress hormone secretion). The present invention provides a method of monitoring the psychological state and a method of clearly analyzing the external environment factors of the psychological state change through a method of sensing the emotional response to the external environment realized in the virtual reality by the bio-signal. Particularly, the present invention provides a method of monitoring the response of the autonomic nervous system appearing in a specific emotional state through a biological signal which is changed from an average biological signal. For example, anxiety is characterized by activation of sympathetic nerves and deactivation of vagus nerves, which are characteristic of changes in vital signs such as increased heart rate, decreased heart rate variability, increased respiratory rate, increased blood pressure, and increased skin conductance .

예를 들어 보통의 가상현실 환경에서의 심박과 불안요인이 유발된 가상현실 환경에서의 심박증가 정도가 소정 수준 이상인 경우 “불안”의 심리상태로 판단할 수 있다. 이 외에도 상술한 다양한 생체신호의 조합을 통하여 “불안” 상태의 판단을 보다 정확하게 할 수 있다. For example, when the degree of increase in heart rate in a virtual reality environment in which a heartbeat and anxiety factor in a normal virtual reality environment is induced is equal to or higher than a predetermined level, it can be judged as a psychological state of " anxiety. &Quot; In addition, the determination of the " anxiety " state can be made more accurately through the combination of the various bio-signals described above.

본 명세서에서의 생체신호는 심박수, 심박수 변동, 뇌파, 땀, 체온, 음성속도, 호흡수, 피부컨덕턴스, 음성주파수, 눈동자 움직임 및 시선방향 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 디스플레이 장치 자체를 통하여 생체신호가 측정되거나, 별도의 센서장치를 통하여 측정될 수 있다. 특히 헤드 마운트 디스플레이는 머리와 직접 접촉을 하게 되므로, 심박수, 뇌파 등은 머리와 접촉하는 헤드 마운트 디스플레이로부터 직접 측정될 수 있으며, 눈동자 움직임이나, 시선방향 등도 헤드 마운트 디스플레이 내에 구비된 별도의 카메라 장치 등으로부터 측정될 수 있다. The bio signal in the present specification includes at least any one of a heart rate, a heart rate fluctuation, an electroencephalogram, sweat, body temperature, voice rate, respiratory rate, skin conductance, voice frequency, pupil movement and gaze direction, May be measured, or may be measured through a separate sensor device. Particularly, since the head mount display is in direct contact with the head, the heart rate and brain waves can be measured directly from the head mount display in contact with the head, and the movement of the pupil and the gaze direction can be measured with a separate camera device ≪ / RTI >

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심리상태 모니터링 방법을 설명하는 도면이고, 도 3은 생체신호(심박수, HR)에 따라 결정된 심리상태와, 이에 따른 가상현실에서의 오브젝트 제 1 가변(사람 얼굴의 표정 변화)에 대한 예시도면이다.FIG. 2 illustrates a psychological state monitoring method according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 illustrates a psychological state determined according to a biological signal (heart rate, HR) Face change of the face).

도 2 및 3을 참조하면, 본 발명은 생체신호 측정부에 의하여 측정된 생체신호(HR 수)에 따라 사람의 심리상태를 극도불안, 불안, 긴장, 안정, 차분으로 나누고 이에 따라 오브젝트 캐릭터의 얼굴 색상과 표정이 변한다. 이에 따라 사용자 또는 의료진은 자신의 심리 상태를 가상현실의 오브젝트 변화로부터 즉각적으로 확인할 수 있다. 2 and 3, the present invention divides a psychological state of a person into extreme anxiety, anxiety, tension, stability, and difference according to a bio-signal (HR number) measured by a bio-signal measuring unit, The color and expression change. Accordingly, the user or the medical staff can immediately confirm his or her psychological state from the change in the object of the virtual reality.

예를 들어, "안정" 상태의 생체신호는, 특정 환경(예를 들어 높은 곳에 있거나, 폐쇄된 공간에 있는 경우)에서는 "불안" 또는 "공포" 상태의 생체신호로 바뀌며, 이에 따라 도 3에서의 캐릭터 표정과 색상도 바뀌게 된다. 따라서, 본 발명은 단순히 심박수 등의 수치만을 보여주는 종래 기술과 달리 가상현실에서 자유로이 설정되는 특정 환경에서의 심리상태를 직관적으로 사용자에게 보여주는 장점이 있으며, 사용자는 자신이 고소공포인지, 폐쇄공포인지 등을 디스플레이 환경만을 변화시키면서 파악할 수 있는 장점이 있다. For example, the bio-signal in the "stable" state is converted into a bio-signal in the "anxiety" or "fear" state in a certain environment (e.g., The characters' look and colors will change. Therefore, the present invention has an advantage of intuitively showing the user the psychological state in a specific environment freely set in the virtual reality, unlike the prior art which only shows the numerical values such as the heart rate, Can be grasped while changing only the display environment.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 면접 등과 같은 환경에서 발생하는 불안 상태를 캐릭터 표정을 통하여 나타내는 도면이다. FIG. 4 is a diagram showing an anxiety state occurring in an environment such as an interview or the like through a character expression according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 면접 환경을 모사하는 가상현실에서 사용자는 불안감을 느끼게 되며, 이에 따라 증가하는 심박수, 눈동자 떨림, 시선 회피 등을 모니터링하여 "불안" 상태에 대응하여 캐릭터의 표정이 변화된다. Referring to FIG. 4, in the virtual reality simulating the interview environment, the user feels anxiety, and thus the expression of the character changes in response to the state of "anxiety" by monitoring the increasing heart rate, pupil tremor, and visual avoidance.

도 5는 발표 환경에 따른 불안 상태를 모니터링하고 이를 다시 제 2 가변하는 방법을 나타내는 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating a method for monitoring an anxiety state according to an announcement environment and changing the second state again.

도 5를 참조하면, 다수의 관중이 사용자를 지켜보는 환경을 가상현실에서 만들고 이에 따른 사용자의 심리상태를 상술한 생체신호로부터 결정하고, 이를 오브젝트, 예를 들어 관중과 달리 표시되는 별도의 얼굴의 표정 변화로 이를 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 5, an environment in which a plurality of spectators watch a user is created in a virtual reality, a psychological state of the user is determined from the bio-signals, and an object, for example, a separate face This can be represented by a change in facial expression.

도 5에서는 다수의 관중이 있음에 따라 사용자의 심리 상태극 극도의 불안을 느끼는 것이 센싱된다. 이에 따라 관중의 수가 적어지도록 오브젝트인 관중의 수가 적어지게 되며(제 2 가변) 이에 따라 사용자의 심리상태는 보다 편안하게 되며, 오브젝트인 관중의 표정 또한 불안 상태에 대응하여 변화된다(제 3 가변). In FIG. 5, it is sensed that the user feels extreme anxiety due to the presence of a large number of spectators. As a result, the number of spectators that are objects becomes small so that the number of spectators becomes small (second variable), so that the psychology of the user becomes more comfortable, and the expression of the audience, which is the object, also changes in response to the state of anxiety (third variable) .

이상의 설명은 가상현실을 이용한, 직관적인 심리상태 모니터링 방법을 설명하였다. The above description describes an intuitive psychological state monitoring method using virtual reality.

본 발명은 더 나아가, 모니터링된 심리상태의 변화를 가상현실 환경의 변화를 통하여 유도하고, 이를 다시 재모니터링하는 치료시스템을 제공한다. The present invention further provides a treatment system for inducing a change in a monitored psychological state through a change in a virtual reality environment and re-monitoring the same again.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실을 이용한 심리치료 시스템의 블록도이다.6 is a block diagram of a psychotherapy system using a virtual reality according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 심리치료 시스템은 도 1에 따른 모니터링 시스템; 및 상기 모니터링 시스템의 제 1 디스플레이부(500)가 변화시킨 오브젝트가 다시 변화되도록 상기 가상현실 환경을 제 2 가변시키는 제 2 디스플레이제어부(600)를 포함한다. Referring to FIG. 6, a psychotherapy system according to an embodiment of the present invention includes a monitoring system according to FIG. 1; And a second display controller 600 for changing the virtual reality environment to the second display state so that the object changed by the first display unit 500 of the monitoring system changes again.

즉, 본 발명은 상술한 모니터링된 상태(예를 들어 불안)를 개선시키기 위하여 디스플레이 환경을 가변시켜 환자의 심리상태를 변화시킨다. 예를 들어 도 4에서와 같은 가상의 면접환경에서 불안상태가 파악되는 경우 온화한 표정의 캐릭터로 다시 오버레이시킴으로써 불안상태가 안전상태가 되도록 유도하거나 도 5에서와 같이 다수의 관중이 있는 환경에서 불안 상태가 심해지는 경우, 관중의 수를 줄이거나, 또는 친밀한 사람의 이미지를 관중에 오버레이시킴으로써 불안 상태가 안정 상태가 되도록 유도한다. That is, the present invention changes the display environment to change the psychological state of the patient to improve the above-mentioned monitored state (for example, anxiety). For example, when an anxiety state is recognized in a virtual interview environment as shown in FIG. 4, the state of anxiety is overlaid with a gentle expression character, thereby inducing an anxiety state to be in a safe state, or an anxiety state If it gets worse, reduce the number of spectators, or overlay the image of an intimate person on the crowd to induce an anxiety state to become stable.

즉. 본 발명은 단순한 모니터링 방법과 달리, 불안 등의 심리상태를 개선, 치료할 수 있도록 가상현실 환경을 가변시키며(제 2 가변), 이로부터 심리상태의 치료효과를, 도 1의 생체신호측정부(200)에서 재측정되는 생체신호로부터 오브젝트를 가변(제 3 가변)시켜 직관적으로 사용자 및/또는 의료진이 파악할 수 있게 한다. In other words. The present invention differs from the simple monitoring method in that the virtual reality environment is varied (second variable) so that the psychological state such as anxiety can be improved and treated, and the therapeutic effect of the psychological state is changed from the virtual reality environment, (Third variable) from the bio-signals remeasured in the first and second embodiments, so that the user and / or the medical staff can intuitively grasp the object.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

100:생체신호측정부 200:전송부
300:수신부 400:심리상태결정부
500:제 1 디스플레이제어부 600:제 2 디스플레이제어부100: biological signal measurement unit 200:
300: receiving unit 400: psychological state determining unit
500: first display control unit 600: second display control unit

Claims (13)

가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템으로,
가상현실 환경을 보는 사용자의 생체신호를 측정하는 생체신호측정부(100);
상기 생체신호 측정부에 의해 측정된 생체신호를 전송하는 전송부(200);
상기 전송부를 통해 전송된 생체신호를 수신하는 수신부(300);
상기 수신부에 의하여 수신된 생체신호에 따라 사용자의 심리상태를 결정하는 심리상태결정부(400); 및
상기 심리상태결정부(400)가 결정한 심리상태에 따라 상기 가상현실 환경을 제 1 가변시키는 제 1 디스플레이제어부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템As a psychological monitoring system using virtual reality,
A bio-signal measuring unit (100) for measuring a bio-signal of a user viewing a virtual reality environment;
A transmitter (200) for transmitting the bio-signal measured by the bio-signal measuring unit;
A receiving unit 300 for receiving a bio-signal transmitted through the transmitting unit;
A psychological state determination unit 400 for determining a psychological state of the user according to the bio-signal received by the receiving unit; And
And a first display control unit (500) for first changing the virtual reality environment according to a psychological state determined by the psychological state determination unit (400) 제 1항에 있어서,
상기 가상현실 환경은 사용자가 착용하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display)에서 구현되는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the virtual reality environment is implemented in a head mounted display worn by a user. 제 1항에 있어서,
상기 제 1 디스플레이제어부(500)는, 상기 가상현실에서의 사용자가 보는 오브젝트의 모양 및 색상 중 어느 하나를 제 1 가변시키는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first display control unit (500) is configured to first vary any one of a shape and a color of an object viewed by the user in the virtual reality. 제 3항에 있어서,
상기 오브젝트는 사람의 얼굴이며, 상기 제 1 디스플레이제어부(500)는 상기 결정된 심리상태에 따라 사람의 얼굴 모양, 색상 및 수 중 어느 하나 이상을 제 1 가변시키는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템.The method of claim 3,
Wherein the object is a human face, and the first display control unit (500) first variably changes at least one of face shape, color and number of a person according to the determined psychological state. system. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 생체신호측정부가 측정하는 생체신호는 심박수, 심박수 변동, 뇌파, 땀, 체온, 음성속도, 호흡수, 피부컨덕턴스, 음성주파수, 눈동자 움직임 및 시선방향으로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the bio-signal measured by the bio-signal measuring unit is at least one of a group consisting of heart rate, heart rate fluctuation, brain wave, sweat, body temperature, voice rate, respiratory rate, skin conductance, voice frequency, eye movements, Psychological monitoring system using reality. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템을 위한 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display). A head mounted display for a psychological monitoring system using a virtual reality according to any one of claims 1 to 5. 제 6항에 있어서,
상기 헤드 마운트 디스플레이는, 상기 헤드 마운트 디스플레이를 착용한 사용자의 생체신호를 수신받는 수신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display).The method according to claim 6,
Wherein the head mount display includes a receiver for receiving a user's biometric signal from the user wearing the head mount display. 제 7항에 있어서,
상기 헤드 마운트 디스플레이는, 상기 사용자의 생체신호를 측정하기 위한 생체신호측정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display).8. The method of claim 7,
Wherein the head mount display includes a bio-signal measuring unit for measuring a bio-signal of the user. 제 8항에 있어서,
상기 생체신호는 심박수, 심박수 변동, 뇌파, 땀, 체온, 음성속도, 호흡수, 피부컨덕턴스, 음성주파수, 눈동자 움직임 및 시선방향으로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display).9. The method of claim 8,
Wherein the bio-signal is at least one of a group consisting of heart rate, heart rate fluctuation, brain waves, sweat, body temperature, voice rate, respiratory rate, skin conductance, voice frequency, eye movements, ). 제 9항에 있어서,
상기 센서부는 상기 헤드 마운트 디스플레이로부터 탈부착되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display).10. The method of claim 9,
Wherein the sensor unit is detachably attached to the head mount display. 가상현실을 이용한 심리치료 시스템으로,
제 1항에 따른 가상현실을 이용한 심리 모니터링 시스템; 및
제 1 디스플레이제어부(500)가 변화시킨 상기 가상현실 환경을 제 2 가변시키는 제 2 디스플레이제어부(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 심리치료 시스템.As a psychological treatment system using virtual reality,
A psychological monitoring system using the virtual reality according to claim 1; And
And a second display control unit (600) for changing the virtual reality environment changed by the first display control unit (500) to the second display control unit (600). 제 11항에 있어서,
상기 가상현실을 이용한 심리치료 시스템은,
상기 제 2 디스플레이제어부(600)에 의하여 제 2 가변되는 가상현실 환경에서, 상기 생체신호측정부(200)는 상기 사용자의 생체신호를 재측정하는 것을 특징으로 하는 심리치료 시스템.12. The method of claim 11,
In the psychological treatment system using the virtual reality,
Wherein the bio-signal measuring unit (200) re-measures the bio-signal of the user in a second virtual reality environment that is changed by the second display controller (600). 제 12항에 있어서,
상기 제 2 디스플레이제어부(600)는 상기 생체신호측정부(200)에 의하여 재측정된 생체신호에 따라 상기 가상현실 환경을 제 3 가변시키는 것을 특징으로 하는 심리치료 시스템. 13. The method of claim 12,
Wherein the second display controller (600) varies the virtual reality environment according to a bio-signal re-measured by the bio-signal measuring unit (200).
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